端羟基聚丙烯酸酯改性水性聚氨酯.pdf

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1、第27卷第8期应用化学VoI．27No．82010年8月CHINESEJOURNALOFAPPLIEDCHEMISTRYAug．2010端羟基聚丙烯酸酯改性水性聚氨酯陈炜李吴张炎许戈文黄毅萍(安徽大学化学化工学院，安徽省绿色高分子重点实验室合肥230039)摘要将丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)通过溶液自由基聚合，用巯基乙醇作为链转移剂调控合成了一定分子量的端羟基聚丙烯酸酯(PA)，再与聚氨酯(PU)预聚体反应，在水中分散得到PA-PU．PA三嵌段共聚复合乳液。采用FTIR和。HNMR测试技术对共聚物结构进行了表征。结果表明，随着PU与PA质量比的降低，共聚物中丙烯酸酯

2、含量随之增加；PU软硬链段之间的氢键化作用减弱。TEM显示，复合乳胶粒子形态均匀规整，并呈现明显的核壳结构。改性后的乳胶膜耐水、耐热性能均随着PU／PA质量比的减小而提高，吸水率由25％降低至5％，最大热失重温度由369℃提高至432℃。关键词聚丙烯酸酯，水性聚氨酯，改性，嵌段共聚物中图分类号：0631文献标识码：A文章编号：1000-0518(2010)08-0875-07DOI：10．3724／SP．J．1095．2010．90652水性聚氨酯(PU)乳液具有传统溶剂型产品的耐磨、耐寒、柔韧性好等优点，但机械强度不高、对基材粘接能力较差，尤其是在水性聚氨酯的制备过程中，为提高乳

3、液的稳定性，在分子链中引入了亲水性基团，大大降低了材料的耐水性能。丙烯酸酯聚合物具有耐老化、耐水性好、成本较低等优点，但存在热粘冷脆的缺点。用聚丙烯酸酯对水性聚氨酯进行改性，可拓宽水性聚氨酯材料的应用范围¨，而仅仅通过物理共混很难达到改性的目的。采用共聚法制得的聚丙烯酸酯一聚氨酯复合乳液，两组分的相容性有明显提高，乳液的综合性能比较优异。共聚法主要包括大分子不饱和单体法和双预聚体法J。大分子不饱和单体法是在PU预聚体中引入不饱和双键，以丙烯酸羟乙酯作为PU预聚体封端剂，或采用不饱和多元醇蓖麻油合成PU预聚体J，然后与丙烯酸酯单体共聚形成嵌段或接枝型PUA复合乳液。此法在共聚阶段须加

4、入乳化剂，乳液中形成新的胶束粒子，很难排除部分丙烯酸酯的均聚物，从而影响聚丙烯酸酯(PA)的接枝率。双预聚体法是分别合成含羟基的PA和一NCO封端的PU预聚体，再将二者进行共聚。如以巯基乙醇作为链转移剂合成端羟基PA，再与PU预聚体共聚制备PUA复合乳液』。本文采用双预聚体法，通过改变转移剂和引发剂的摩尔比合成了一定分子量的端羟基PA，研究了PU与PA的不同配比对复合乳液性能的影响，类似研究迄今尚未见报道。1实验部分1．1试剂和仪器异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚己内酯(PCL，M=2000)和二羟甲基丙酸(DMPA)均为工业品；一缩二乙二醇(DEG)、三乙胺(TEA)、二月桂酸

5、二丁基锡(T一12)、辛酸亚锡(T-9)、乙酸乙酯、偶氮二异丁腈(AIBN)、巯基乙醇、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)和丙酮均为分析纯试剂。uV—RI-DV—RALLS型凝胶渗透色谱(GPC，美国Waters公司)，四氢呋喃为淋洗剂，流速为1．0mL／min，25℃，聚苯乙烯标样；Zetasizer-3000HS型激光散射粒度测试仪(英国Malven公司)，乳液用去离子水稀释至质量分数为1％；JEM．100sx型透射电子显微镜(TEM，13本JEOL公司)，加速电压为80kV。乳液经去离子水稀释后，用质量分数为2％的磷钨酸负染，取少量滴在铜网上晾干；Nexus870型

6、红外光谱仪(FHR，美国Nieolet公司)，测试范围500～4000cm一，扫描次数32，分辨率4cm～，样品成膜后于无水乙醇中浸泡2009．10-09收稿，2010-01-07修回安徽省自然科学基金(070414193)和安徽省重点实验室中青年骨干专项(2007年)资助项目通讯联系人：黄毅萍，男，教授；E—mail：yphuang2001@sina．corn；研究方向：功能高分子材料876应用化学第27卷24h，以去除未反应的小分子单体，再溶于丙酮中，配成质量分数为0．5％溶液，将溶液涂于KBr片上，红外灯下挥发除去溶剂；AVANCEAE400型高分辨核磁共振仪(‘HNMR，瑞

7、士Bruker公司)，分辨率为0．45Hz，记谱范围为0～20％将用无水乙醇处理过的样品溶于氘代氯仿(CDCI)，配成质量分数为5％溶液；TA-50示差扫描量热仪(DSC，日本岛津公司)，将样品以20oC／min的速率升温至150oC，4min后以160~C／min的速率淬火至一80c(=，2min后再以20~C／min的升温速率进行扫描并记录曲线；Pyris一1型热重分析仪(TG，美国Perkin．Elmer公司)，N：气气氛，升温速率为20~C／min，升温范围2